Termogenní reakce na půst a překrmování u žen

Tato průřezová studie bude porovnávat účinky hladovění a překrmování na 24hodinovou EE a její složky u pre- a postmenopauzálních žen. Výzkumníci budou studovat účastníky za tří podmínek v pokojovém kalorimetru: 1) eukalorické krmení (příjem energie = EE); 2) akutní, 24hodinové hladovění; a 3) akutní 24hodinové překrmování nízkoproteinovou dietou (tj. 200 % energetických požadavků). Účastníci dokončí eukalorickou studii a poté absolvují studie překrmování a hladovění v náhodném pořadí. Po dobu 3 dnů před každým stavem vyšetřovatelé poskytnou účastníkům ambulantní dietu navrženou tak, aby splňovala požadavky na energii volného života (příjem energie = 1,5 x REE) a stabilizovala příjem makroživin (15 % bílkovin, 30 % tuků, 55 % sacharidů). Mezi stavy bude 1-4týdenní vymývání. Studie u premenopauzálních žen budou prováděny během střední luteální fáze (tj. 16. až 24. den), kdy jsou zvýšeny E2 i progesteron, a tedy kdy jsou potenciální hormonální účinky maximální.

Hodnocení před studiem – Po zápisu účastníci absolvují hodnotící návštěvu před studiem v Ambulance Centra klinického a translačního výzkumu (CTRC) a budou provedena následující hodnocení:

1. Klidový energetický výdej (REE) – bude měřen nepřímou kalorimetrií pomocí metabolického vozíku spojeného s baldachýnovým systémem (Parvo Medics TrueOne) a použit k odhadu energetické potřeby během eukalorického stavu. REE u premenopauzálních žen bude měřena v luteální fázi. Účastníci dorazí po nočním půstu (> 10 hodin) mezi 7 a 9 hodinou ráno. Budou odpočívat, zatímco zůstanou vzhůru 30 minut v místnosti s řízenou teplotou (~70⁰ F). Příjem kyslíku (VO2) a produkce oxidu uhličitého (VCO2) budou měřeny po dobu 20 minut a zprůměrovány za posledních 15 minut.
2. Tělesné složení - Tělesné složení bude měřeno pomocí duální rentgenové absorbometrie (DXA, Hologic Discovery, Waltham, MA).
3. Objem viscerální tukové tkáně (VAT) - objem DPH a oblast podkožního tuku (SFA) budou měřeny pomocí počítačové tomografie (CT). Pro všechna skenování bude použit přístroj určený pro výzkumnou činnost (Philips Gemini 64TF). Axiální CT snímky budou získány přes střed meziobratlových prostorů L2-L3 a L4-L5.

Studijní postupy: Po dokončení předběžného screeningového hodnocení budou účastníci studováni za tří podmínek v pokojovém kalorimetru.

Pokojový kalorimetr – 24hodinová EE a oxidace substrátu budou měřeny pomocí celopokojové nepřímé kalorimetrie. Tři dny před každou kalorimetrickou studií budou účastníci instruováni, aby se zdrželi cvičení a dostali veškeré jídlo, aby se stabilizoval příjem energie a makroživin. Energetický obsah stravy bude REE x 1,5 (30 % tuku, 55 % sacharidů, 15 % bílkovin). Účastníci dorazí v 07:00 po nočním půstu v den studie. Do antekubitální žíly bude zaveden IV katétr. Před snídaní a na konci 24hodinové studie budou odebrány vzorky krve nalačno a analyzovány na leptin, FGF21 a hormony štítné žlázy (TSH, celkový T3, volný T4). Výzkumníci budou také měřit pohlavní steroidy (E2, progesteron) u premenopauzálních žen, aby potvrdili, že účastníci jsou studováni v luteální fázi.

Účastníci vstoupí do kalorimetru v 08:00, vystoupí v 07:00 následující den a budou instruováni, aby se zapojili do primárního sedavého chování (např. čtení, sledování televize, používání počítače). Během eukalorických studií a studií překrmování bude jídlo zajištěno v 9:00, 13:00 a 18:00 a lehké občerstvení bude zajištěno ve 20:00. Účastníci budou vyzváni, aby zhasli světla a připravili se ke spánku nejpozději ve 23:00. Účastníci zaznamenají svůj čas na lůžku během první návštěvy a během následujících dvou návštěv budou instruováni, aby se připravili na lůžko. Ošetřující personál CTRC potvrdí časy spánku. Účastníci budou probuzeni v 06:00 a bude získáno 30minutové měření REE.

Účastníci budou během této doby sledováni, aby bylo zajištěno, že zůstanou bdělí a nehybní.

Energetický obsah stravy během kalorimetrické studie se bude lišit podle podmínek studie:

Během eukalorické studijní návštěvy bude energetický obsah stravy 1,3 x REE (~30 % tuku, 55 % sacharidů a 15 % bílkovin v každém jídle). Snídaně bude tvořit ~25% a obědy a večeře ~30-35% celkových energetických potřeb. Během studie překrmování bude příjem makroživin 3 % bílkovin, 51 % sacharidů a 46 % tuků. Během studijní návštěvy nalačno bude účastníkům povoleno konzumovat nekalorické nápoje (tj. vodu, nekalorické a nekofeinové nealkoholické nápoje, čaj bez kofeinu nebo kávu bez kofeinu), ale zdržet se konzumace jakýchkoli kalorických potravin nebo nápojů. Po opuštění kalorimetru bude účastníkům poskytnuto jídlo z kuchyně pacientů nemocnice University of Colorado.

Vzorky krve budou také odebrány 30 minut po každém jídle a svačině během eukalorických podmínek a podmínek překrmování; vzorky krve budou odebrány ve stejnou dobu během studie nalačno. Vzorky krve během studií kalorimetru se získávají tak, že účastníci požádáte, aby protáhli paži vzduchovou komorou na straně kalorimetru. Vyšetřovatelé uloží tyto vzorky pro potenciální budoucí analýzu (např. proteomiku, metabolomiku a hormony hladu a sytosti; viz Budoucí směry). Během každého stavu bude odebírán 24hodinový vzorek moči a analyzován na dusík v moči a močovinový dusík, které jsou potřebné k provedení výpočtů oxidace substrátu, a také na 24hodinové močové katecholaminy.